传感器原理与应用课件.pptVIP

信息检测技术作为信息科学的一个重要分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术等一起构成了信息技术的完整学科。在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。 绪 论 “没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。 国家标准（GB7665-87）中传感器（Transducer/Sensor）的定义： 能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 ①传感器是测量装置，能完成检测任务； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； ③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电物理量； ④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 传感器名称：发送器、传送器、变送器、检测器、探头 传感器功用：一感二传,即感受被测信息,并传送出去。 V、I、F、P 一、传感器的定义： 二、 传感器的地位和作用 传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。 传感器是获取信息的主要途径与手段。 没有传感器，现代化生产就失去了基础。 传感器是边缘学科开发的先驱。 可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步等方面起着重要作用。 传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 三、 传感器测量系统的组成 系统：由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。 从工程应用的角度来看，系统是指用来完成一个或多个功能所需两个或多个元件、子系统和部件的组合。 测量系统的作用 就是以客观和实验的方式对客体或事件的特性、品质加以定量描述。 测量的目的 一般有两个：一是用于客体对象的监测，例如对室内环境温度/湿度的测量、环境中大气压力及空气污染物的测量、医院中病人状态的监测等；另一个目的就是用于控制。 1、典型测控系统 被控对象 传感器 信号调理 信号转换与处理 显示 存储 传输 执行器 控制信号 电信号 典型测控系统主要包括：测控对象、传感器、信号调理、信号转换与处理、执行器、显示/存储/传输等几部分。 传感器的好坏直接影响系统的性能。如果传感器不能灵敏的感受被测量，或者不能把感受到的被测量精确的转换成电信号，其他仪表和装置的精确度再高也无意义。 信号调理是测控系统的重要组成部分 ，它将传感器的输出电信号转换为适合传输、显示、记录的信号，能跟好的满足后续电路或装置对输入信号的要求。通常包括：信号放大、电平调节、滤波、阻抗匹配、信号调制/解调等。是传感器标准化的重要基础。 2、信号调理 信号调理大致可分为四种类型，即电平调整、线性化、信号形式变换、滤波、阻抗匹配。 电平调整是对电压信号进行的放大或衰减，及传感器零位电压的调整等。 线性化是针对传感器的非线性特性的信号调理。尽最大可能扩大传感器的响应特性的线性范围。 信号形式变换是将传感器输出信号从一种形式变换为另一种形式，如电压-电流变换。 滤波是滤除系统中的无用噪声信号。 辅助电源 敏感元件 转换元件 基本转换电路 被测量 电量 敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。 基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。 3、传感器的组成 四、 传感器的分类 1、按传感器的工作机理，分为物理型、化学型、生物型等 2、按构成原理，结构型与物性型两大类 3、根据传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器 4、按照物理原理分类：十种 5、按照传感器的用途分类 ：位移、压力、振动、温度传感器 7、根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号 6、根据转换过程可逆与否 ：单向和双向 8、根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器 五、 传感器的特性 传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。 当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系称为静态特性； 当输入量随时间较快地变化时，这一关系称为动态特性。 传感器的输出与输入具有确定的对应关系最好呈线性关系。但一般情况下，输出输入不会符合所要求的线性关系，同时由于存在迟滞、